(57)【要約】【課題】タービン排気室の圧力損失をより一層少なくさせてタービン排気性能を向上させるとともに、タービン排気室の強度を高く維持させる蒸気タービンを提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービンは、外部ケーシング下半部２１ａ２に前部仕切板３７ａと後部仕切板３７ｂとを設け、外部ケーシング下半部２１ａ２に設けた下半部竜骨リブ３４ｂを境に前記前部仕切板３７ａおよび後部仕切板３７ｂを外部ケーシング下半部２１ａ２の側壁３８ａ，３８ｂに向って延伸させ、かつ傾斜配置させた。【選択図】  図２
2006017015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記外部ケーシング下半部に前部仕切板と後部仕切板とを設ける一方、前記外部ケーシング下半部に設けた下半部竜骨リブを境に前記前部仕切板および後部仕切板を前記外部ケーシング下半部の側壁に向って延伸させ、かつ傾斜配置させたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前部仕切板は、外部ケーシング下半部の側壁に対する傾斜角をθ２とするとき、傾斜角θ２を９５°≦θ２≦１２０°の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
後部仕切板は、外部ケーシング下半部の側壁に対する傾斜角をθ１とするとき、傾斜角θ１を６０°≦θ１≦８５°の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前部仕切板は、下半部竜骨リブ側を自由端に構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項５】
後部仕切板は、下半部竜骨リブ側を自由端に構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項６】
タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記外部ケーシング上半部に上半部ガイドを設ける一方、前記外部ケーシング上半部に設けた上半部竜骨リブを境に前記上半部ガイドを前記外部ケーシング上半部の側壁に向って延伸させ、かつ傾斜配置させたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項７】
上半部ガイドは、外部ケーシング上半部の側壁に対する傾斜角をφとするとき、傾斜角φを、６０°≦φ≦８５°の範囲内に設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
【請求項８】
上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板まで延設することを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
【請求項９】
上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板に嵌め込み構造としたことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
【請求項１０】
嵌め込み構造は、上半部ガイドの端部に設けた突き出し片と、後部仕切板に設けた溝とであることを特徴とする請求項９記載の蒸気タービン。
【請求項１１】
上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板に備えた位置決めガイドを介して挿着する構成にしたことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
【請求項１２】
位置決めガイドは、複数本備えたことを特徴とする請求項１１記載の蒸気タービン。
【請求項１３】
位置決めガイドは、後部仕切板との間に隙間をもたせて上半部ガイドを支持させる構成にしたことを特徴とする請求項１１記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに係り、特に、膨張仕事を終えたタービン排気を下方（底部）から復水器に排出させる下方（底部）排出型のタービン排気室を備えた蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電等で使用される蒸気タービンの熱効率の向上は、二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の削減、エネルギの節約および限られたエネルギの有効利用に伴う技術の進展等につながる、極めて重要な課題になっている。
【０００３】
蒸気タービンの熱効率の向上は、与えられたエネルギをことごとく機械仕事に変換させるものであっても、実際には、幾つかの内部損失が発生しており、これら内部損失を低減させることが重要な鍵になっている。
【０００４】
蒸気タービンの内部損失には、翼の形状に起因する翼型損失、蒸気の二次流れ損失、蒸気の漏洩損失、蒸気の湿り損失等に基づくタービン翼列損失、蒸気弁やクロスオーバ管（蒸気供給管）などの付属機器の損失、タービン排気室によるタービン排気損失などがある。
【０００５】
これら損失の中で、タービン排気損失は、全内部損失の１０％〜２０％と非常に大きな割合を占めている。
【０００６】
タービン排気損失は、タービン最終段落の出口から復水器の入口までの間に発生する損失であり、その内訳は、リービング損失、フード損失、環状面積制限損失、ターンナップ損失に分類されている。
【０００７】
このうち、フード損失は、タービン排気室から復水器入口までの圧力損失であり、タービン排気室の型式、形状、サイズに大きく左右される。
【０００８】
一般に圧力損失は、流速の二乗で大きくなるため、許される範囲で排気サイズを大きくして流速を低減することが効果的であるが、排気サイズにはコストや建屋の大きさなどから制約を受ける。
【０００９】
また、フード損失も、軸流流速度、つまりタービン排気室を通過する体積流量に依存する。
【００１０】
図１４は、タービン排気損失と軸流速度との関係を、その内訳損失と合わせた損失線図である。
【００１１】
フード損失は、ディフューザを含めたタービン排気室の設計に依存するが、タービン低圧排気室は、蒸気タービン全体でも非常に大きな容量を占めている。このため、フード損失を低減させるには、許される範囲内でサイズの小さいタービン排気室を設計することが必要とされている。
【００１２】
図９は、火力発電所等で最も多く使用されている、二つのタービン段落が一つのタービンケーシングに収容されている、いわゆるダブルフロー型（対向流型）と称する低圧蒸気タービンの例を示している。
【００１３】
この低圧蒸気タービンは、横断中心線Ｈを境にタービンケーシング１を二分割構造にする外部ケーシング上半部１ａ１および内部ケーシング上半部１ｂ１と、外部ケーシング下半部１ａ２および内部ケーシング下半部１ｂ２とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【００１４】
二重タービンケーシング構造の低圧蒸気タービンは、縦断中心線Ｖの頭部側に位置する蒸気入口部２に接続するクロスオーバ管等の連絡管３を備えるとともに、蒸気入口部２に交差し、横断面中心線Ｈに沿って延びるタービンロータ４を収容し、このタービンロータ４と内部ケーシング上半部１ｂ１および内部ケーシング下半部１ｂ２との間に蒸気が左右に分流して流れるダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂを形成している。
【００１５】
ダブルフロー型式の蒸気通路５ａ，５ｂには、タービンロータ４の周方向に沿って環状列に配置するタービンノズル６ａとタービン動翼７ａとを組み合わせたタービン段落８ａがタービンロータ４の軸長方向に向って複数段落に亘って設けられている。
【００１６】
なお、複数に亘って設けられたタービン段落８ａのうち、タービンノズル６ａ１とタービン動翼７ａ１とを組み合わせた最初の段落をタービン初段落８ａ１と称し、タービンノズル６ａ２とタービン動翼７ａ２とを組み合わせた最終の段落をタービン最終段落８ａ２と称す。
【００１７】
タービン最終段落８ａ２の出口側には、その頂部に設けたスチームガイド９と、その根元部に設けたルートフローガイド１０とで構成され、膨張仕事を終えたタービン排気１１の案内通路として使用する曲面拡開状のディフューザ１２と、タービンロータ４を軸支する軸受１３を覆設するベアリングコーン１４とが設けられている。ディフューザ１２とベアリングコーン１４とは、タービン最終段落８ａ２からのタービン排気１１を１箇所に集め反転させ復水器（図示せず）に案内するタービン排気室１５に連通している。
【００１８】
タービン排気室１５は、上半部竜骨リブ１６ａを備えた外部ケーシング上半部１ａ１と下半部竜骨リブ１６ｂを備えた外部ケーシング下半部１ａ２とで囲われて広い空間部を形成し、ディフューザ１２から外部ケーシング上半部１ａ１に流れたタービン排気１１を反転させ、反転させたタービン排気１１にディフューザ１２から外部ケーシング下半部１ａ２に流れたタービン排気１１と合流させ、その合流タービン排気を復水器（図示せず）に供給している。
【００１９】
このような構成のタービン排気室１５を備える蒸気タービンにおいて、例えば、クロスオーバ管等の連絡管３から供給された主蒸気（駆動蒸気）は、図９に示すように、左右のタービン初段落８ａ１，８ａ１に分流して膨張仕事をし、それぞれのタービン最終段落８ａ２，８ａ２を通過した後、タービン排気１１として、スチームガイド９、ベアリングコーン１４で形成された曲面拡開状のディフューザ１２で流速を減じ、静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部１ａ１と外部ケーシング下半部１ａ２で囲まれた空間で下向きに転向し、さらにタービン排気室１５の下部に位置する復水器（図示せず）に流出する。
【００２０】
図１０〜図１３は、図９で示した低圧蒸気タービンのうち、タービンロータ、タービン段落等を取り除き、紙面に向って右側の半分のみを示すもので、図１０は低圧蒸気タービンの下半部分を示す平面図であり、図１１は低圧蒸気タービンの上半部分を示す平面図であり、図１２は低圧蒸気タービンを示す側断面図であり、図１３は低圧蒸気タービンを示す正面図である。
【００２１】
これらの図１０〜図１３に示されるように、タービン排気室１５には、主な構造部材として上半部竜骨リブ１６ａ、下半部竜骨リブ１６ｂ、中央仕切板１７、前部仕切板１８ａ、後部仕切板１８ｂ、立板１９等が設けられており、室内の真空に対し、これらの構造部材により外部から作用する、例えば大気圧等の外力に抗している。
【００２２】
また、タービン排気室１５には、図９および図１１〜図１３に示すように、ディフューザ１２から外部ケーシング上半部１ａ１側に向って流出するタービン排気１１が円滑に反転して復水器に案内されるように、さらにタービン排気１１が連絡管（クロスオーバ管）３に衝突して膨張前の蒸気から熱を奪うことがないようにするため、上半部ガイド（流路板）２０が設けられている。
【００２３】
このように、従来の蒸気タービンは、タービン排気室１５内の真空に対し、外部からの外力に充分に抗するよう数多くの構造部材を設け、強度の保証とタービン排気１１の円滑な流れを図っていた。
【００２４】
なお、タービン排気室の強度保証に関しては、例えば、特開２００２−２３５５０５号公報（特許文献１）が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２３５５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
図９〜図１３に示した従来の低圧蒸気タービンには、幾つかの問題点を持っているが、その中でもタービン排気１１がタービン排気室１５を流れる際に発生する圧力損失の問題がある。
【００２６】
すなわち、従来の低圧蒸気タービンは、図９および図１２に示すように、タービン最終段落８ａ２で膨張仕事を終えたタービン排気１１をタービン排気室１５を介して復水器に流出させる際、スチームガイド９、ベアリングコーン１４で形成され、拡開流路としてのディフューザ１２で減速させながらタービンケーシング上半部１ａ１側に向って９０°方向に転向させ、さらにここから９０°方向に転向させてタービン排気室１５に向わせる間に、一部がタービン排気室１５に向かい、残りが図１２に示す上半部ガイド（流路板）２０に向って衝突し、ここで流れの方向を変えて前部仕切板１８ａおよび後部仕切板１８ｂのそれぞれを蛇行しながら立板１９に沿って流れ、復水器に至る。
【００２７】
このように、タービン排気１１は、前部仕切板１８ａおよび後部仕切板１８ｂを蛇行して流れる間に大きな圧力損失を発生させていた。
【００２８】
また、上半部ガイド（流路板）２０は、図１２および図１３に示すように水平継手面（横断中心線）Ｈ，Ｈ０に向う端部２０ａが無拘束の自由端になっているので、タービン排気１１の蛇行流れによる流体力を受け、振動を誘起し、疲れ破壊を発生させる要因になっていた。
【００２９】
このような問題点を持つ従来の低圧蒸気タービンに対し、圧力損失を少なくさせてタービン排気室性能を向上させるとともに、タービン排気の流れを良好にし、タービン排気室の強度を高く維持させる新規なタービン排気室を備える蒸気タービンの実現が望まれていた。
【００３０】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、タービン排気室の圧力損失をより一層少なくさせてタービン排気性能を向上させるとともに、タービン排気室の強度を高く維持させて安定運転を長く行わせる蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記外部ケーシング下半部に前部仕切板と後部仕切板とを設ける一方、前記外部ケーシング下半部に設けた下半部竜骨リブを境に前記前部仕切板および後部仕切板を前記外部ケーシング下半部の側壁に向って延伸させ、かつ傾斜配置させたものである。
【００３２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、前部仕切板は、外部ケーシング下半部の側壁に対する傾斜角をθ２とするとき、傾斜角θ２を９５°≦θ２≦１２０°の範囲内に設定したものである。
【００３３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、後部仕切板は、外部ケーシング下半部の側壁に対する傾斜角をθ１とするとき、傾斜角θ１を６０°≦θ１≦８５°の範囲内に設定したものである。
【００３４】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、前部仕切板は、下半部竜骨リブ側を自由端に構成したものである。
【００３５】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、後部仕切板は、下半部竜骨リブ側を自由端に構成したものである。
【００３６】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、タービンケーシングを外部ケーシングと内部ケーシングとの二重構造に形成し、前記外部ケーシングを横断中心で分割し、外部ケーシング上半部と外部ケーシング下半部とに形成するとともに、前記内部ケーシングも横断中心で分割し、内部ケーシング上半部と内部ケーシング下半部とに形成する一方、前記内部ケーシングの出口側にスチームガイド、ルートフローガイドおよびベアリングコーンのうち、少なくとも二つ以上で構成するディフューザを備え、このディフューザの出口側に前記外部ケーシングと前記ベアリングコーンとで囲われるタービン排気室を備えた蒸気タービンにおいて、前記外部ケーシング上半部に上半部ガイドを設ける一方、前記外部ケーシング上半部に設けた上半部竜骨リブを境に前記上半部ガイドを前記外部ケーシング上半部の側壁に向って延伸させ、かつ傾斜配置させたものである。
【００３７】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、上半部ガイドは、外部ケーシング上半部の側壁に対する傾斜角をφとするとき、傾斜角φを、６０°≦φ≦８５°の範囲内に設定したものである。
【００３８】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板まで延設するものである。
【００３９】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板に嵌め込み構造としたものである。
【００４０】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、嵌め込み構造は、上半部ガイドの端部に設けた突き出し片と、後部仕切板に設けた溝とであることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、上半部ガイドは、外部ケーシング下半部に設けた後部仕切板に備えた位置決めガイドを介して挿着する構成にしたものである。
【００４２】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、位置決めガイドは、複数本備えたものである。
【００４３】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、位置決めガイドは、後部仕切板との間に隙間をもたせて上半部ガイドを支持させる構成にしたものである。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る蒸気タービンは、外部ケーシング下半部の強度を高く維持させる前部仕切板と後部仕切板とを下半部竜骨リブを境に傾斜状に配置させ、前部仕切板および後部仕切板に作用する外力を分散させたので、前部仕切板および後部仕切板の板厚を薄くさせても高い強度を維持させることができる。
【００４５】
また、本発明に係る蒸気タービンは、上半部ガイドを外部ケーシング上半部に対し、適正角度で傾斜させて取り付けるとともに、後部仕切板まで延伸させたので、タービン排気の圧力損失を少なくさせるとともに、運転中にタービン排気の偏流に基づく振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明に係る蒸気タービンの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４７】
図１は、本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す縦断面図である。
【００４８】
本実施形態に係る蒸気タービンは、横断中心線Ｈを境にタービンケーシング２１を二分割構造にする外部ケーシング上半部２１ａ１および内部ケーシング上半部２１ｂ１と、外部ケーシング下半部２１ａ２および内部ケーシング下半部２１ｂ２とを備える、いわゆる二重タービンケーシング構造になっている。
【００４９】
二重タービンケーシング構造の蒸気タービンは、内部ケーシング上半部２１ｂ１と内部ケーシング下半部２１ｂ２とで囲われた空間に収容され、横断中心線Ｈに沿って軸方向に延びるタービンロータ２２を備えている。
【００５０】
このタービンロータ２２と内部ケーシング上半部２１ｂ１および内部ケーシング下半部２１ｂ２との間に形成する蒸気通路２３ａ，２３ｂには、タービンロータ２２に対し環状列に配置するタービンノズル２４ａとタービン動翼２５ａとを組み合わせて構成するタービン段落２６ａが設けられている。
【００５１】
なお、複数に亘って設けられるタービン段落２６ａのうち、タービンノズル２４ａ１とタービン動翼２５ａ１とを組み合わせた最初のタービン段落をタービン初段落２６ａ１と称し、タービンノズル２４ａ２とタービン動翼２５ａ２とを組み合わせた最終のタービン段落をタービン最終段落２６ａ２と称す。
【００５２】
タービン最終段落２６ａ２の出口側には、その頭部側に設けたスチームガイド２７と、その根元部側に設けたルートフローガイド２８とで構成され、膨張仕事を終えたタービン排気２９の案内通路として使用する曲面拡開状のディフューザ３０と、タービンロータ２２を軸支する軸受３１を覆設するベアリングコーン３２とが設けられている。
【００５３】
ディフューザ３０とベアリングコーン３２とは、タービン最終段落２６ａ２からのタービン排気２９を１個所に集めて反転させ、復水器（図示せず）に案内するタービン排気室３３に連通している。
【００５４】
タービン排気室３３は、上半部竜骨リブ３４ａを備えた外部ケーシング上半部２１ａ１と、下半部竜骨リブ３４ｂを備えた外部ケーシング下半部２１ａ２とで囲われた広い空間部を形成し、ディフューザ３０から外部ケーシング上半部２１ａ１に流れたタービン排気２９を反転させ、反転させたタービン排気２９にディフューザ３０から外部ケーシング下半部２１ａ２に流れたタービン排気２９と合流させ、その合流タービン排気を復水器（図示せず）に供給している。
【００５５】
このような構成のタービン排気室３３を備える蒸気タービンにおいて、例えば、クロスオーバ管等の連絡管３５から供給された主蒸気（駆動蒸気）は、図１に示すように、左右のタービン初段落２６ａ１，２６ａ１に分流して膨張仕事をし、それぞれのタービン最終段落２６ａ２，２６ａ２を通過した後、タービン排気２９としてスチームガイド２７、ベアリングコーン３２で形成された曲面拡開状のディフューザ３０で流速を減じ、静圧を回復させた後、外部ケーシング上半部２１ａ１と外部ケーシング下半部２１ａ２で囲まれた空間で下向きに転向し、さらにタービン排気室３３の下部に位置する復水器（図示せず）へ流出する。
【００５６】
一方、タービン排気室３３の下半側に設けられ、外部ケーシング下半部２１ａ２を中央仕切板３６および下半部竜骨リブ３４ｂとともに支持する前部仕切板３７ａ，３７ａおよび後部仕切板３７ｂ，３７ｂは、図２に示すように、外部ケーシング下半部２１ａ２の中央に設けた下半部竜骨リブ３４ｂを境に、外部ケーシング下半部２１ａ２の側壁３８ａ，３８ｂまで延伸させ、かつ側壁３８ａ，３８ｂに対し、角度θ１，θ２にして取り付けられる。
【００５７】
前部仕切板３７ａ，３７ａの外部ケーシング下半部２１ａ２における側壁３８ａ，３８ｂに対する取付角θ２は、９５°≦θ２≦１２０°の範囲内に設定される。
【００５８】
また、後部仕切板３７ｂ，３７ｂの外部ケーシング下半部２１ａ２における側壁３８ａ，３８ｂに対する取付角θ１は、６０°≦θ１≦８５°の範囲内に設定される。
【００５９】
そして、取付角θ１と取付角θ２との和は、１８０°になるように設定されている。
【００６０】
また、前部仕切板３７ａ，３７ａと後部仕切板３７ｂ，３７ｂは、中間部分を互いに支持、固定する立板３９ａ，３９ｂを備えるとともに、下半部竜骨リブ３４ｂ側の集合端部４０を自由端にし、運転中に発生する曲げモーメントに対処させている。
【００６１】
このように、本実施形態は、前部仕切板３７ａ，３７ａおよび後部仕切板３７ｂ，３７ｂを竜骨リブ３４ｂを境に外部ケーシング下半部２１ａ２の側壁３８ａ，３８ｂに向って角度θ１，θ２の取付角にして傾斜配置させているので、図２に示すように、例えば、前部仕切板３７ａに、大気圧等に基づく外部ケーシング下半部２１ａ２を潰そうとする外力Ｗ１が加わっても、外力Ｗ１が分散荷重Ｗ２，Ｗ３に分散され、分散された分だけ前部仕切板３７ａに作用する圧縮荷重が少なくなる。
【００６２】
したがって、本実施形態は、前部仕切板３７ａ，３７ａおよび後部仕切板３７ｂ，３７ｂを竜骨リブ３４ｂを境に外部ケーシング下半部２１ａ２の側壁３８ａ，３８ｂに向って角度θ１，θ２の取付角にして傾斜配置させ、前部仕切板３７ａ，３７ａおよび後部仕切板３７ｂ，３７ｂに加わる外力を分散させて軽減化したので、外部ケーシング下半部２１ａ２を支持する前部仕切板３７ａ，３７ａおよび後部仕切板３７ｂ，３７ｂの板厚を薄くさせても、高い強度を維持させることができる。
【００６３】
他方、タービン排気室２９には、図１に示すように、ディフューザ３０から外部ケーシング上半部２１ａ１側に向うタービン排気２９を外部ケーシング下半部２１ａ２側に反転、案内する上半部ガイド（流路板）４２が設けられている。
【００６４】
この上半部ガイド４２は、図３に示すように、外部ケーシング上半部２１ａ１の中央に設けた上半部竜骨リブ３４ａを境に、外部ケーシング上半部２１ａ１の側壁４１ａ，４１ｂまで延伸させ、かつ側壁４１ａ，４１ｂに対し、角度φにして取り付けられる。
【００６５】
上半部ガイド４２の外部ケーシング上半部２１ａ１における側壁４１ａ，４１ｂに対する取付角度φは、６０°≦φ≦８５°の範囲内に設定される。
【００６６】
この取付角φは、図２に示した後部仕切板３７ｂ，３７ｂの外部ケーシング下半部２１ａ２における側壁３８ａ，３８ｂに対する取付角θ１に合わせたものである。このため、上半部ガイド４２は、図５に示すように、その端部４２ａを後部仕切板３７ｂ，３７ｂまで延伸して当接させ、反転したタービン排気２９を外部ケーシング下半部２１ａ２に確実に案内させることができる。
【００６７】
図４は、タービン排気室静圧損失と上半部ガイド４２の取付角φとの実験結果を示す静圧損失線図である。
【００６８】
この静圧損失線図から、上半部ガイド４２の取付角φを、後部仕切板３７ｂ，３７ｂの取付角θ１に一致させても静圧損失が少なくなっていることがわかった。
【００６９】
このように、本実施形態は、上半部ガイド４２の外部ケーシング２１ａ１における側壁４１ａ，４１ｂに対する取付角φを、６０°≦φ≦８５°の範囲内に設定し、静圧の損失を少なくさせたので、タービン排気２９を良好かつ安定にして外部ケーシング下半部２１ｂ１に供給することができる。
【００７０】
また、本実施形態の上半部ガイド４２の取付角φを後部仕切板３７ｂ，３７ｂの取付角θ１に一致させ、上半部ガイド４２の端部４２ａを後部仕切板３７ｂ，３７ｂに当接させたので運転中に発生するタービン排気２９の偏流等に基づく振動を抑制することができる。
【００７１】
図６は、本発明に係る蒸気タービンに適用する上半部ガイド４２の第２実施形態を示す正面図である。
【００７２】
本実施形態に係る上半部ガイド４２は、取付角φを後部仕切板３７ｂ，３７ｂの取付角θ１に一致させたことに伴って、その端部４２ａを後部仕切板３７ｂ，３７ｂまで延伸させて接続する接続構造にしたものである。
【００７３】
この接続構造は、図７に示すように、上半部ガイド４２の端部４２ａを、例えば、突き出し片４３ａにし、後部仕切板３７ｂを、例えば、凹陥状の溝４３ｂにし、取付作業を簡易にした嵌め込み形式にしたものである。
【００７４】
このように、本実施形態は、上半部ガイド４２の端部４２ａを、突き出し片４３ａにし、後部仕切板３７ｂを、凹陥状の溝４３ｂにして取付作業が簡易な嵌め込み形式にしたので、運転中に発生するタービン排気２９の偏流等に基づく振動を抑制することができ、組立等の際の着脱作業を容易に行うことができる。
【００７５】
なお、本実施形態は、上半部ガイド４２を後部仕切板３７ｂとを嵌め込み形式にしたが、この例に限らず、例えば、図８に示すように、後部仕切板３７ｂに棒状の位置決めガイド４４ａ，４４ｂを設け、この位置決めガイド４４ａ，４４ｂで上半部ガイド４２を支持させ、後部仕切板３７ｂに対して隙間を設けてもよい。運転中、熱伸びに伴って発生する熱応力を抑制する点で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの第１実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示す蒸気タービンのうち、タービン段落等を取り除いてＣ−Ｃ矢視方向から見た右半分を示す平面図。
【図３】図１に示す蒸気タービンのうち、タービン段落等を取り除いてＤ−Ｄ矢視方向から見た右半分を示す平面図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンに適用する上半部ガイドのタービンケーシング上半部に対する取付角を設定する際、タービン排気室の静圧損失との関係を示す静圧損失線図。
【図５】本発明に係る蒸気タービンに適用するタービン排気室のうち、右半分を示す側断面図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンに適用する上半部ガイドの第２実施形態を示す正面図。
【図７】本発明に係る蒸気タービンに適用する上半部ガイドと後部仕切板との接続構造の実施形態を示す部分斜視図。
【図８】本発明に係る蒸気タービンに適用する上半部ガイドと後部仕切板との接続構造の他の実施形態を示す部分斜視図。
【図９】従来の蒸気タービンを示す縦断面図。
【図１０】図９に示す蒸気タービンのうち、タービン段落等を取り除いてＡ−Ａ矢視方向から見た右半分を示す平面図。
【図１１】図９に示す蒸気タービンのうち、タービン段落等を取り除いてＢ−Ｂ矢視方向から見た右半分を示す平面図。
【図１２】従来の蒸気タービンに適用するタービン排気室のうち、右半分を示す側断面図。
【図１３】従来の蒸気タービンに適用する上半部ガイドを示す正面図。
【図１４】タービン排気損失中、その内訳を表わしたタービン排気の損失線図。
【符号の説明】
【００７７】
１  タービンケーシング
１ａ１  外部ケーシング上半部
１ａ２  外部ケーシング下半部
１ｂ１  内部ケーシング上半部
１ｂ２  内部ケーシング下半部
２  蒸気入口部
３  連絡管
４  タービンロータ
５ａ，５ｂ  蒸気通路
６ａ，６ａ１，６ａ２  タービンノズル
７ａ，７ａ１，７ａ２  タービン動翼
８ａ  タービン段落
８ａ１  タービン初段落
８ａ２  タービン最終段落
９  スチームガイド
１０  ルートフローガイド
１１  タービン排気
１２  ディフューザ
１３  軸受
１４  ベアリングコーン
１５  タービン排気室
１６ａ  上半部竜骨リブ
１６ｂ  下半部竜骨リブ
１７  中央仕切板
１８ａ  前部仕切板
１８ｂ  後部仕切板
１９  立板
２０  上半部ガイド
２１  タービンケーシング
２１ａ１  外部ケーシング上半部
２１ａ２  外部ケーシング下半部
２１ｂ１  内部ケーシング上半部
２１ｂ２  内部ケーシング下半部
２２  タービンロータ
２３ａ，２３ｂ  蒸気通路
２４，２４ａ１，２４ａ２  タービンノズル
２５，２５ａ１，２５ａ２  タービン動翼
２６  タービン段落
２６ａ１  タービン初段落
２６ｂ２  タービン最終段落
２７  スチームガイド
２８  ルートフローガイド
２９  タービン排気
３０  ディフューザ
３１  軸受
３２  ベアリングコーン
３３  タービン排気室
３４ａ  上半部竜骨リブ
３４ｂ  下半部竜骨リブ
３５  連絡管
３６  中央仕切板
３７ａ  前部仕切板
３７ｂ  後部仕切板
３８ａ，３８ｂ  側壁
３９ａ，３９ｂ  立板
４０  集合端部
４１ａ，４１ｂ  側壁
４２  上半部ガイド
４２ａ  端部
４３ａ  突き出し片
４３ｂ  溝
４４ａ，４４ｂ  位置決めガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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